本發明屬于半導體器件加工，具體涉及sic晶圓結構背銀缺陷改善方法及其制作的sic器件。

背景技術：

1、目前，隨著sic材料的興起，很多硅基半導體器件逐漸被sic器件所替代。例如，傳統的硅基igbt統治了高壓高電流場景，但硅基igbt無法承受高頻工況、且功耗較大等；而sic具有耐高壓耐高溫的特性，使得其僅用結構更簡單的mosfet器件就能覆蓋硅基igbt耐壓水平，同時規避硅基igbt高能耗的缺點。sic基mosfet在相同環境下，對比同規格的硅基igbt能量損失減少66％，主要來自于開關損耗的大幅減少。此外，在新能源汽車等行業，sic基器件可用于驅動和控制電機的逆變器、車載充電器和快速充電樁等；在光伏發電上，目前光伏逆變器廠商已廣泛采用sic基的功率器件替代硅基器件。

2、參見圖1所示，現有的sic基的mos的制作過程如下：

3、(1)晶圓正面工藝；

4、(2)晶圓減薄操作；

5、(3)背面歐姆金屬；

6、(4)背金工藝；

7、(5)晶圓cp測試和可靠性測試；

8、(6)分割為多個die。

9、sic基制備的功率器件雖然具有很多優勢，但也存在一些特定缺陷。例如，在大多數sic功率器件實施背金工藝(即在晶圓背面淀積金屬的工藝)時，底層背金采用銀(ag)層，一是導電性好，另外是綜合成本低；但是，ag由于其較活潑的特性，后續電性能參數cp測試和晶圓可靠性測試過程中，由于高溫、n2氣體流和加電測試的影響下，導致ag層由于表面變粗糙而呈現宏觀肉眼可見的白斑，且這種白斑在晶圓上單個半導體芯片(die)上規律出現。

10、參見圖2所示，以sic?mos器件的加工為例，當晶圓背金工藝完成后，進行后續的電性能參數cp測試和晶圓可靠性測試時；晶圓底層的背銀層上，對應每個半導體芯片(die)10的源極pad區11和漏極pad區12，分別規律性地形成白斑缺陷100，柵極pad區13未見。這種白斑缺陷會影響到每個die的導電效率、使用可靠性及耐用性。然而，業界針對這種背銀的白斑缺陷，目前并沒很好的解決方法。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種sic晶圓結構背銀缺陷改善方法及其制作的sic器件，旨在解決sic器件加工過程中sic晶圓結構背銀出現的白斑缺陷。本發明通過下述方案實現：

2、本發明的第一方面，提供一種sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，包括：

3、s1、在sic襯底正面加工并形成正面工藝膜層；

4、s2、在sic襯底背面加工背面歐姆金屬層；

5、s3、在歐姆金屬層表面背金中間金屬層；

6、其特征在于，還包括：

7、s4、在中間金屬層表面通過低溫加工方式背金第一銀層；

8、s5、在第一銀層表面通過高溫加工方式背金第二銀層。

9、作為優選的技術方案，所述低溫加工方式采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在100-150℃之間。

10、作為優選的技術方案，所述高溫加工方式采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在250-300℃之間。

11、作為優選的技術方案，步驟s3中，在歐姆金屬層表面背金中間金屬層，具體包括：

12、s3a、在背面歐姆金屬表面背金ti金屬層；

13、s3b、在ti金屬層表面背金ni金屬層。

14、作為優選的技術方案，所述ti金屬層的厚度hti＝50-150nm，所述ni金屬層的厚度hni＝100-600nm，所述第一銀層的厚度h1＝200-750nm，所述第一銀層的厚度h1為h1+h2的20-40％，所述第二銀層的厚度h2為h1+h2的60-80％。

15、作為優選的技術方案，步驟s3中，在背面歐姆金屬表面背金ti金屬層和ti金屬層表面背金ni金屬層時，均采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在80℃以內。

16、作為優選的技術方案，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

17、s6、對完成背金操作的sic晶圓結構進行退火操作，所述退火操作的退火溫度為150-350℃，退火時間為10-60min，且退火時通入高純n2氣。

18、作為優選的技術方案，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

19、s7、對完成退火操作的sic晶圓結構進行晶圓cp測試和可靠性測試；其中，cp&可靠性測試中的晶圓承載盤的氮氣孔被配置為：僅沿所述晶圓承載盤的邊緣分布，且所述氮氣孔僅吹向sic晶圓結構未分布有die的區域。

20、作為優選的技術方案，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

21、s8、將完成晶圓cp測試和可靠性測試的sic晶圓結構分割為多個die并分別封裝為sic器件。

22、本發明的第二方面，提供一種sic器件，所述sic器件通過上文所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法制作。

23、本發明提供的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，采用雙ag層分布搭配，作為底部背金層；其中，高溫加工方式背金的第二銀層更加致密，抵御高溫下測試粗糙化能力更強，但是應力大；故而先通過低溫加工方式加工一層粗糙但應力小的第一銀層，達到應力逐步釋放的目的；而且，兩層銀層雖然加工方式不同，但結合度好，不會出現銀層在高溫時候脫落的情形。這樣，背金后的sic晶圓結構在后續電性能參數cp測試和晶圓可靠性測試過程中，就不會呈現宏觀肉眼可見的白斑缺陷。此外，基于上述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法所制作的sic器件具有穩定性好、耐用性高的優點。

技術特征：

1.一種sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，包括：

2.根據權利要求1所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述低溫加工方式采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在100-150℃之間。

3.根據權利要求2所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述高溫加工方式采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在250-300℃之間。

4.根據權利要求1所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，步驟s3中，在歐姆金屬層表面背金中間金屬層，具體包括：

5.根據權利要求4所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述ti金屬層的厚度hti＝50-150nm，所述ni金屬層的厚度hni＝100-600nm，所述第一銀層的厚度h1＝200-750nm，所述第一銀層的厚度h1為h1+h2的20-40％，所述第二銀層的厚度h2為h1+h2的60-80％。

6.根據權利要求4所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，步驟s3中，在背面歐姆金屬表面背金ti金屬層和ti金屬層表面背金ni金屬層時，均采用濺射工藝，sic晶圓結構溫度控制在80℃以內。

7.根據權利要求1所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

8.根據權利要求7所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

9.根據權利要求8所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法，其特征在于，所述sic晶圓結構背銀缺陷改善方法還包括：

10.一種sic器件，其特征在于：所述sic器件通過權利要求1-9任意一項所述的sic晶圓結構背銀缺陷改善方法制作。

技術總結
本發明公開的SiC晶圓結構背銀缺陷改善方法及其制作的SiC器件，屬于半導體器件加工技術領域。所述方法包括：S1、在SiC襯底正面加工并形成正面工藝膜層；S2、在SiC襯底背面加工背面歐姆金屬層；S3、在歐姆金屬層表面背金中間金屬層；S4、在中間金屬層表面通過低溫加工方式背金第一銀層；S5、在第一銀層表面通過高溫加工方式背金第二銀層。本發明中，高溫加工方式背金的第二銀層更加致密，抵御高溫下測試粗糙化能力更強，但是應力大；故而先通過低溫加工方式加工一層粗糙但應力小的第一銀層，達到應力逐步釋放的目的。這樣，背金后的SiC晶圓結構在后續電性能參數CP測試和晶圓可靠性測試過程中，就不會呈現宏觀肉眼可見的白斑缺陷。

技術研發人員：李輝斌,李理,陳家勝,劉穎聰,宋旋坤
受保護的技術使用者：珠海格力電子元器件有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24